以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態は図示の形態を含むが、これに特に限定されるものではない。
[全体構成]
図1は、本発明の実施形態に係る音声処理装置の全体構成を示した説明図である。音声処理装置1は、イヤホン2と本体3とを備えている。イヤホン2は、ハウジング20とコード21を備えており、コード21はコード保持部21Aを介してハウジング20から引き出されている。コード21の端部には接続端子部22が設けられている。イヤホン2のハウジング20には、ハウジング20をユーザの耳に気密に保持するための耳介接続部23A、ハウジング20を耳介内に接触させる耳介接触部23Bが装着されている。
イヤホン2は、後述するようにハウジング20内にスピーカユニットとマイクロホンを備えている。イヤホン2は、単一のハウジング20を備えており、単一のハウジング20に一つのスピーカユニットと一つの無指向性のマイクロホンが収納されている。
イヤホン2における単一のコード21は、スピーカユニットと本体3とマイクロホンを電気的に接続する信号線を収容している。信号線は例えば導線などが挙げられる。コード21は導線と導線を外部から絶縁する絶縁部材(樹脂部材)で構成される。絶縁部材は、ユーザが使用しやすいように弾性を有する。コード保持部21Aは、コード21を覆う曲げ剛性を有する部材(樹脂部材)で構成される。曲げ剛性を有する部材は、コード21の絶縁部材に対して大きい曲げ剛性を備える。ユーザがイヤホン2を装着している間、コード21はユーザの耳に対して振動するが、コード21に対して大きい曲げ剛性を有するコード保持部21Aは、マイク孔部27に対して所定の間隙を維持する。すなわち、コード保持部21Aは比較的高い剛性を有するので、コード保持部21Aとマイク孔部27との接触が抑止される。
本体3は、イヤホン2と電気的に接続されてマイクロホンが集音した音声信号を処理(増幅、又は減衰を含む)してスピーカユニットに出力する音声信号処理回路を有する。本体3は、音声信号処理回路を収納する筐体(本体ハウジング)4を備えている。筐体4は、後述する使用環境のモードを切り換えるモード切り替えスイッチ(切り替えスイッチ)41、音量調整用ホイール42、電源のオン・オフを行う電源スイッチ43を備えている。切り替えスイッチ41、音量調整用ホイール42、電源スイッチ43は、本体3の筐体側面4Aに設けられる凹部4B(4B1,4B2,4B3)内に配備されており、切り替えスイッチ41、音量調整用ホイール42、電源スイッチ43は、本体3の筐体側面4Aに対して突出しないように配備されている。
本体3は、筐体4に第1光源4Cと第2光源4Dを備えている。ユーザは、ユーザ自身の使用環境に応じて、複数の異なるバンドパスフィルタに対応するモードを、モード切り替えスイッチ41により選択する。この時、第1光源4Cは、モード切り替えスイッチ41によって切り替えられるモードに対応して異なる発光色を発する。また、ユーザは、電源スイッチ43を押すことで、本体3の電源をオン・オフする。この時、第2光源4Dは本体3の電源のオン・オフに応じて点灯・非点灯となる。
本体3は、イヤホン2の接続端子部22が接続される被接続端子部4Eを備えている。被接続端子部4Eは、イヤホン2に換えて、付属イヤホン2Aを接続することが可能になっている。付属イヤホン2Aは、前述したイヤホン2のハウジング20,コード21などを一対(2つ)備えるものであり、ユーザの右耳に被着されるハウジング20Rと左耳に被着されるハウジング20Lを具備している。付属イヤホン2Aの接続端子部22Aは、本体3の被接続端子部4Eに接続することで、ハウジング20R,20L内のスピーカユニットとマイクロホンを本体3に電気的に接続させるものである。
このような構成を備えた音声処理装置1は、イヤホン2が、一つのスピーカユニットと一つのマイクロホンが収納される単一のハウジング20と、スピーカユニットと本体3とマイクロホンを電気的に接続する信号線を収容する単一のコード21と、コード21の端部に設けられ前述した信号線を本体3に接続する接続端子部22とを備える。このイヤホン2を本体3に接続することで、ユーザは左右一方の耳にハウジング20を装着して音声処理装置1を使用することができる。
これによると、ユーザは片耳を解放した状態で音声処理装置1を使用することができる。これによって、両耳がイヤホンで塞がれた状態でユーザが感じる閉塞的な違和感を解消することができる。すなわち、ユーザは、開放された片側の耳で環境音を聴きながら、イヤホン2が装着された側の耳で音声処理装置1によって処理(増幅、又は減衰を含む)された音声を聴くことができ、音声処理装置1を使用していないときと同様の感覚で処理(増幅、又は減衰を含む)された音声を聴くことができる。
単一のハウジング20には無指向性のマイクロホンが収納されている。これによって、イヤホン2における単一のハウジング20を片耳に装着した状態であっても、無指向性のマイクロホンが周囲の音声を集音し、この音声を処理(増幅、又は減衰を含む)して単一ハウジング20内のスピーカユニットに出力することができる。
本体3における切り替えスイッチ41,音量調整用ホイール42,電源スイッチ43は、本体3の筐体側面4Aに対して突出しないように配備される。具体的には、切り替えスイッチ41、音量調整用ホイール42、電源スイッチ43は、本体3の筐体側面4Aを境界面とした場合に、本体3側に配置されている。よって、境界面に接近する切り替えスイッチ41、音量調整用ホイール42、電源スイッチ43の一部は、境界面に対して本体3側に配置される。このため、本体3を衣服のポケットなどに入れて使用する場合などでも、切り替えスイッチ41,音量調整用ホイール42,電源スイッチ43の誤操作を回避することができる。
[イヤホン構造]
図2は、本発明の実施形態における音声処理装置のイヤホン構造を示した説明図である。図2(a)は外観構造を示した説明図であり、図2(b)は内部構造を示した断面図である。
イヤホン2におけるハウジング20内には、スピーカユニット24とマイクロホン26が収納されている。ハウジング20は、スピーカユニット24を収容する第1の収容部20Aとマイクロホン26を収容する第2の収容部20Bを備えている。第1の収容部20Aはスピーカユニット24の音波が放射される音響放射孔部25を備えている。スピーカユニット24の音響放射面から音波は放射される。第2の収容部20Bは、マイクロホン26の音響受動面26A側に、内部空間20B1を備える。第2の収容部20Bの内部空間20B1は、マイク孔部27を介して、外部と連通する。
イヤホン2は、ハウジング20の音響放射孔部25側に配置される音導管28を備える。この音導管28は音響放射孔部25の軸(中心軸)に沿って延在している。音導管28には耳介接続部23Aが取り付けられている。この耳介接続部23Aは、音導管28の周囲に設けられている。また、耳介接続部23A側におけるハウジングの側面には、耳介接触部23Bが設けられている。耳介接触部23Bを設けることで、イヤホンによる耳の密閉性を向上できる。スピーカユニット24は、周知の構成を備えており、ボイスコイル及び振動板を有する振動部と磁気回路を備えている。振動板は音響放射面24Aを有する。なお、前述のスピーカユニット24に変えて、アーマチュア型(電磁気型)のスピーカユニットを採用しても構わない。
ハウジング20は、第1の収容部20Aから第2の収容部20Bに向かって屈曲した屈曲部20Cを備えている。第1の収容部20Aは音響放射孔部25の軸(中心軸)に沿って延在している。第2の収容部20Bは、屈曲部20Cから第1の収容部20Aとは異なる方向に延在している。第1の収容部20Aの延在方向と第2の収容部20Bの延在方向は交差している。
コード21は、ハウジング20に設けたコード引き出し孔部20Dから引き出されている。コード21は、ハウジング20のコード保持部21Aを介してハウジング20から引き出されている。コード保持部21Aが有する両端部のうち、一方の端部側におけるコード保持部21Aの一部がハウジング20の内部で支持され、他方の端部側におけるコード保持部21Aの一部はコード引き出し孔部20Dからハウジング20の外側に向かって突出している。
第2の収容部20Bは、屈曲部20Cからコード保持部21Aに向かって延在している。また、第2の収容部20Bは、コード保持部21Aの突出方向に沿って延在している。第2の収容部20Bはコード保持部21Aに沿って延在している。また、第2の収容部20Bは、マイク孔部27を備える。コード保持部21Aは、第2の収容部20Bのマイク孔部27に対向する位置に配置される。図示の例では、コード保持部21Aは、マイク孔部27の開口に対して対向して配置されている。コード保持部21Aはコード21に対して大きい曲げ剛性を備えている。コード保持部21Aの側面とマイク孔部27との間には間隙20Sが設けられている。特に、コード保持部21Aの側面とマイク孔部27との間に、間隙20Sが設けられている。図示の例では、コード保持部21Aは直線状に延在しており、第2の収容部20Bは湾曲状に延在している。これによって、コード保持部21Aと第2の収容部20Bの側面との間に間隙20Sが形成されている。
コード21の両端部のうち、一方の端部はハウジング20内に配置している。コード21は、ハウジング20の音響放射孔部25側とは逆側に配置されている。マイクロホン26の音響受動面26Aの軸(中心軸)は、音響放射孔部25の軸(中心軸)に対して交差している。マイク孔部27は、コード21又はコード保持部21Aに向かって開口している。
このような構成のイヤホン2を備えた音声処理装置1は、コード保持部21Aがマイク孔部27に対向する位置に配置されているので、マイク孔部27にユーザの手や衣料が接触するのを抑止することができ、マイクロホン26がユーザにとって不快な音になる接触音を拾うことを抑止することができる。
特に、電話の受話器(又は携帯電話の本体)をハウジング20に近づけて、受話器から発せられる音声を処理(増幅、又は減衰を含む)して聴きたい場合に、コード保持部21Aをイヤホン2が備えることで、受話器がマイク孔部27に接触するのを抑止することができる。受話器とマイク孔部27との接触が抑止されるので、マイク孔部27に受話器が接触したときの接触音が処理(増幅、又は減衰を含む)されてイヤホン2のスピーカユニット24から放射されることを抑止できる。更に、受話器とマイク孔部27との接触が抑止されるので、処理(増幅、又は減衰を含む)された接触音によりユーザが受ける不快感を抑止することができる。また、受話器とマイク孔部27との接触による接触音で受話器のスピーカユニットから発せられる音が聞こえづらくなり、重要な要件などを聞き落としてしまう不具合を回避することができる。
コード保持部21Aの一方の端部(ハウジング20側の端部)はハウジング20に支持されている。コード保持部21A自体が曲げ剛性を有している。また、コード保持部21Aとハウジング20との間には間隙20Sが設けられている。このため、コード保持部21Aが受話器などで押されても、コード保持部21A自体やコード21がマイク孔部27に接触することを回避することができる。
また、本発明の実施形態に係る音声処理装置1において、イヤホン2のハウジング20内に収納されるマイクロホン26の音響受動面26Aの軸が、スピーカユニット24の音響放射面の軸に対して交差している。また、本実施形態では、マイクロホン26の音響受動面26Aの軸は、スピーカユニット24の音響放射面の軸に沿う、音響放射孔部25の軸に対して交差している。ここで、交差するとは、対象となる音響受動面26Aの軸及び音響放射面の軸が3次元空間内で交差すること、対象となる音響受動面26Aの軸及び音響放射面の軸のうち一方の軸を含む二次元平面内に他方の軸を投影したときに交差することも含む。ハウジング20に設けられるマイク孔部27は、コード21又はコード保持部21Aに向かって開口している。このため、スピーカユニット24が駆動することで生じる振動がハウジング20を介してマイクロホン26に伝播することにより生ずるハウリング(発振現象)の発生を抑止することができる。また、マイク孔部27がコード21又はコード保持部21Aに向かって開口している。このため、電話の受話器の発音方向をマイク孔部27の方向に直接向けることができる。また、受話器から発せられる音声をマイクロホン26で確実に集音することができる。マイク孔部27に入った音波は内部空間20B1を通過して、音響受動面26Aを振動させるため、マイクロホン26は集音できる。
イヤホン2のハウジング20はスピーカユニット24が収納される第1の収容部20Aとマイクロホン26が収納される第2の収容部20Bを備えている。第1の収容部20Aと第2の収容部20Bは、異なる方向に延在している。このため、スピーカユニット24とマイクロホン26を離間させることができる。スピーカユニット24とマイクロホン26との間に所定の距離を設けることで、前述したハウリングを回避することができる。また、第2の収容部20Bをコード21に沿って延在させている。このため、ユーザがイヤホン2を装着した際に、マイクロホン26の位置をユーザの耳に対して下方に配置した。これにより、携帯電話(例えば、スマートホンタイプの携帯電話)を用いて会話する場合、ユーザの音声をイヤホンのマイクロホンで集音することで、ユーザ自身が発する声量を聞きつつ、携帯電話に対して適度な声量をユーザが発することができる。
[回路構成]
図3は、本発明の実施形態に係る音声処理装置の回路構成を示した説明図である。本体3は、マイクロホン26が集音した音声信号を処理(増幅、又は減衰を含む)してスピーカユニット24に出力する音声信号処理回路30を有している。音声信号処理回路30は、音声信号入力部31と音声信号出力部37を備えており、本体3の被接続端子部4Eにイヤホン2の接続端子部22を接続することで、マイクロホン26から信号線21Mを介してマイク端子22Mに送られた音声信号が音声信号入力部31に入力され、音声信号出力部37から出力された処理(増幅、又は減衰を含む)した音声信号がスピーカ端子22S及び信号線21Sを介してスピーカユニット24に送られる。
音声信号処理回路30は、例えば、音声信号入力部31から出力される音声信号を処理(増幅、又は減衰を含む)するプリアンプ(前置増幅器)32、切り替え回路33、バンドパスフィルタ34、音量調整部(スライドボリューム)35、パワーアンプ36、音声信号出力部37を備えている。また、音声信号処理回路30に駆動電圧Vccを供給するための電源回路38を備えている。電源回路38にはバッテリ(電池)38Aが接続されており、バッテリ(電池)38Aと電源回路38の間には電源遮断部38Bが設けられている。
音声信号処理回路30は、操作部40からの操作信号によって操作される。操作部40は、前述したモード切り替えスイッチ41、音量調整ホイール42、電源スイッチ43、音圧バランス調整操作部46によって得られる操作信号を出力するものである。なお、音声信号処理回路30が電源回路38を備えずに、本体3が電源回路38を備えていても構わない。
操作部40は、モード切り替えスイッチ41による切り替え操作信号を切り替え回路33に送り、音量調整用ホイール42による調整操作信号を音量調整部35に送り、電源スイッチ43によるオン・オフ操作信号を電源遮断部38Bに送る。また、音圧バランス調整操作部46の調整信号を音圧バランス調整部39に送る。
音圧バランス調整部39は、後述する付属イヤホン2Aを本体3に接続した場合に、付属イヤホン2Aが有する右耳用のスピーカユニット24(R)と右耳用のスピーカユニット24(L)における左右の音圧バランスを調整する機能を有する。
制御手段(例:マイコン)50は、後述するように、本体3に対してイヤホン2又は付属イヤホン2Aのいずれが接続されたかを判別することができる。そして、イヤホン2が本体3に接続されたことを検知した場合には、制御手段は音圧バランス調整部39に信号を送り、音圧バランス調整部39の調整機能をオフ(停止)する。
切り替え回路33は、モード切り替えスイッチ41によって入力される切り替え操作信号によって、複数の異なるバンドパスフィルタ34(34A〜34D)を選択的に切り替える。
音量調整部35は、音量調整用ホイール42によって入力される調整信号によって音声信号の音量を可変制御する。電源遮断部38Bは、電源スイッチ43によって入力されるオン・オフ操作信号によってバッテリ38Aと電源回路38とを接続・遮断する。
複数の異なるバンドパスフィルタ34は、音声信号処理回路30に変更可能な状態又は選択された何れか一つ又は複数が固定された状態で組み込まれていても構わない。ここで固定された状態とは、音声信号処理回路30に組み込まれた、各モードに対応するバンドパスフィルタ34の特性は、音声信号処理回路30に組み込まれた後で変更することができない状態であることをいう。
[使用環境に応じたモード切り替え(バンドバスフィルタの特性)]
図4は、本発明の実施形態に係る音声処理装置における使用環境に応じたモード切り替えの態様を示した説明図であり、各モードに対応した、複数の異なるバンドパスフィルタの特性を示している。本発明の実施形態に係る音声処理装置1は、使用環境の違いに対応して、使用環境毎に適した動作モードを選択的に切り替えることができる。
このモード切り替えを実現するために、音声信号処理回路30のバンドパスフィルタ34は、複数の異なるバンドパスフィルタ34A,34B,34C,34Dを備えており、切り替え回路33によっていずれか一つに選択的に切り替えられるようになっている。複数の異なるバンドパスフィルタ34A,34B,34C,34Dは、例えば、電話モード用、会話モード用、通常モード用、テレビモード用に設定することができる。
複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dの一つである第1バンドパスフィルタ34A(電話モード用)は、例えば、図4(a)に示す特性を有している。この第1バンドパスフィルタ34Aは、電話の受話器から発せられる音声(約300Hzから約3400Hzまでの周波数帯域内)を選択的に通過させる特性を有しており、イヤホン2のマイク孔部27に受話器のスピーカユニットを近づけて受話器が発する音声を処理(増幅、又は減衰を含む)して聴く使用環境に適する。
第1バンドパスフィルタ34Aは、約2000〜約3000Hzのカットオフ周波数C1a(図示の場合:約2500Hz)を有するローパスフィルタと、約300〜約800Hzのカットオフ周波数C1b(図示の場合:約700Hz)を有するハイパスフィルタ、約700Hz〜約1200Hzの中心周波数C1c(図示の場合:約1000Hz)を有するイコライザーで構成されている。第1バンドパスフィルタ34Aは、カットオフ周波数C1a〜C1b間が比較的狭いというフィルター特性を有している。また、増幅率が最大となる周波数P1は約1000Hzから約2000Hzの間にある。
このようなフィルター特性を有する第1バンドパスフィルタ34Aに切り替えると、電話の受話器から発せられる音声を選択して処理(増幅、又は減衰を含む)することができる。また、第1バンドパスフィルタ34Aによって選択される周波数帯域以外の環境音などの音が処理(増幅、又は減衰を含む)されないので、ユーザの周囲に雑音が発生していても受話器から発せられる音を鮮明に聴くことができる。なお、電話の受話器から発せられる音声の周波数帯域は、300Hzから3400Hzである。
複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dの一つである第2バンドパスフィルタ34B(会話モード用)は、例えば、図4(b)に示す特性を有している。この第2バンドパスフィルタ34Bは、第1バンドパスフィルタ34Aのローパスフィルタにおけるカットオフ周波数C1a(図示の場合:約2500Hz)よりも大きいカットオフ周波数C2a(図示の場合:約4900Hz)を有するローパスフィルタと、第1バンドパスフィルタ34Aのハイパスフィルタにおけるカットオフ周波数C1b(図示の場合:約700Hz)よりも小さいカットオフ周波数C2b(図示の場合:約150Hz)を有するハイパスフィルタ、約700Hz〜約1200Hzの中心周波数C2c(図示の場合:約1000Hz)を有するイコライザーで構成されている。増幅率が最大となる周波数P2は約900Hzから約2000Hzの間(図示の例では約1000Hz)にある。また、第2バンドパスフィルタ34Bの最大増幅率は第1バンドパスフィルタ34Aの最大増幅率より小さい特性を有している。
このような特性を有する第2バンドパスフィルタ34Bに切り替えると、会話が主となる使用環境で効果的に会話音声を処理(増幅、又は減衰を含む)させることができる。特に、会議室などで使用する場合に、会話音声を効果的に処理(増幅、又は減衰を含む)して、第2バンドパスフィルタ34Bによって選択される帯域以外のその他の雑音に関しては処理(増幅、又は減衰を含む)を行わないので、周囲に雑音があっても会話音声を鮮明に聴くことができる。また、第2のバンドパスフィルタは後述する第3のバンドパスフィルタの最低周波数より小さい最低周波数(一番小さい増幅率における最低周波数)を備えており、第3のバンドパスフィルタに対して比較的小さい周波数帯域での音声を通過させるという特性を有する。
複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dの一つである第3バンドパスフィルタ34C(通常モード用)は、例えば、図4(c)に示す特性を有している。この第3バンドパスフィルタ34Cは、第2バンドパスフィルタ34Bのローパスフィルタにおけるカットオフ周波数C2a(図示の場合:約4900Hz)よりも小さいカットオフ周波数C3a(図示の場合:約4400Hz)を有するローパスフィルタと、第2バンドパスフィルタ34Bのハイパスフィルタにおけるカットオフ周波数C2b(図示の場合:約150Hz)よりも大きいカットオフ周波数C3b(図示の場合:約300Hz)を有するハイパスフィルタで構成されている。また、増幅率が最大となる周波数P3は約2000Hzから約3000Hzの間にある。また、第3バンドパスフィルタ34Cの最大増幅率は第2バンドパスフィルタ34Bの最大増幅率より小さい特性を有している。
このような特性を有する第3バンドパスフィルタ34Cに切り替えると、人の声や楽器音などが主となる通常の使用環境で効果的に必要な音または音声を処理(増幅、又は減衰を含む)させることができる。
複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dの一つである第4バンドパスフィルタ34D(テレビモード用)は、例えば、図4(d)に示す特性を有している。この第4バンドパスフィルタ34Dは、第3バンドパスフィルタ34Cのローパスフィルタにおけるカットオフ周波数C3a(図示の場合:約4400Hz)よりも大きいカットオフ周波数C4a(図示の場合:約5300Hz)を有するローパスフィルタと、第3バンドパスフィルタ34Cのハイパスフィルタにおけるカットオフ周波数C3b(図示の場合:約300Hz)よりも小さいカットオフ周波数C4b(図示の場合:約49Hz)を有するハイパスフィルタで構成されている。また、増幅率が最大となる周波数P4は約3000Hzから約4000Hzの間にある。また、第4バンドパスフィルタ34Dの最大増幅率は第3バンドパスフィルタ34Cの最大増幅率より小さい特性を有している。
このような特性を有する第4バンドパスフィルタ34Dに切り替えると、広い周波数レンジの使用環境で効果的に必要な音声を処理(増幅、又は減衰を含む)させることができる。特に、テレビの音声は約5Hz〜約20kHzの広い周波数レンジを有しているので、この第4バンドパスフィルタ34Dに切り替えたモードはテレビを視聴する場合に適している。また、音楽の周波数レンジである約50Hzから約15kHzにカットオフ周波数C3b〜C3aを合わせることで、音楽を鑑賞する場合に適している。
図5〜図9は、本発明の実施形態に係る音声処理装置におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性を示している。図5〜図8においては、第1〜第4のバンドパスフィルタを採用した場合のスピーカユニットの出力音圧周波数特性を曲線で示しており、(10000Hz,100dB)の点と(10Hz,40dB)の点を結ぶ基準線を一点破線で示している。ここでは基準線より音圧が高くなる範囲を凸状の起伏と定義して図示においては破線で囲っている。この起伏の大小で各バンドパスフィルタを採用したときにおける出力音圧周波数特性の特徴を示す。図5〜図8に示すように、スピーカユニットの出力音圧周波数特性は、第1〜第4のバンドパスフィルタによって前述した起伏が変化している。
図5は、第1のバンドパスフィルタに対応するモードが選択された場合の出力音圧周波数特性が示されている。図示の例は、約20Hzから約130Hzまで音圧は徐々に大きくなっている。約130Hzから約300Hzの周波数帯域では出力音圧周波数特性がフラットになっている。約300Hzから徐々に音圧が大きくなり、約1600Hzから約2000Hzの周波数帯域においてピークがある。音圧がピークとなる周波数より大きい周波数帯域では、約20000Hzにかけて音圧が低下している。また、約50Hzから約800Hzの間における周波数帯域において、凸状の起伏が見られる。この凸状の起伏は後述する図6及び図8に対して小さいことがわかる。
図6は、第2のバンドパスフィルタに対応するモードが選択された場合の出力音圧周波数特性が示されている。図示の例は、約20Hzから約1600Hzまで音圧は徐々に大きくなっている。約100Hzから約500Hzの周波数帯域では出力音圧周波数特性が山なりになっている。約1600Hzから約4000Hzまでの周波数帯域において、出力音圧周波数特性はフラットになっている。約4000Hzから約20000Hzまでの周波数帯域では、音圧が徐々に低下している。また、約50Hzから約800Hzの間における周波数帯域において、凸状の起伏が見られる。この凸状の起伏は、後述する図7及び図5に対して大きいことがわかる。
図7は、第3のバンドパスフィルタに対応するモードが選択された場合の出力音圧周波数特性が示されている。図示の例は、約20Hzから約4000Hzまで音圧は徐々に大きくなっている。図6で約130Hzから約300Hzの周波数帯域で見られる山なりの部分は図7では見られない。約4000Hzから約20000Hzまでの周波数帯域では、音圧が徐々に低下している。また、約50Hzから約800Hzの間における周波数帯域において、凸状の起伏が見られる。この凸状の起伏は後述する図8及び図5に対して小さいことがわかる。
図8は、第4のバンドパスフィルタに対応するモードが選択された場合の出力音圧周波数特性が示されている。図示の例は、約20Hzから約63Hzまで音圧は徐々に大きくなっている。約63Hzから約125Hzまでの周波数帯域で急激に音圧の増加率が大きくなっている。約125Hzから約1000Hzまでの周波数帯域では、出力音圧周波数特性はフラットになっている。約1000Hzから約4000Hzにかけて音圧が徐々に大きくなっている。約4000Hzから約20000Hzまでの周波数帯域では、音圧が徐々に低下している。また、約50Hzから約800Hzの間における周波数帯域において、凸状の起伏が見られる。この凸状の起伏は、図5及び図7に対して大きいことがわかる。
前述した各モードに対応する出力音圧周波数特性の概略図を、図9に示した。図示の線B1が第1のバンドパスフィルタを選択した場合の出力音圧周波数特性であり、この線B1から、第1のバンドフィルタに対応するモードを選択することで、音声の主な周波数である約1000Hzを中心として、スピーカユニットから処理された音が出力されることがわかる。凸状の起伏の大きさにより、人の音声やテレビの音や音楽の音について増幅率されているかを把握することができる。
また、図示の線B2が第2のバンドパスフィルタを選択した場合の出力音圧周波数特性であり、この線B2から、第2のバンドパスフィルタに対応するモードを選択することで、より低域での音がスピーカユニットから出力され、会議等にて発せられる音声をより明瞭に聞くことができることがわかる。
図示の線B3が第3のバンドパスフィルタを選択した場合の出力音圧周波数特性であり、この線B3から、第3のバンドパスフィルタに対応するモードを選択することで、日常生活などの通常の使用環境で効果的に必要な音声を聞くことができることがわかる。
図示の線B4が第4のバンドパスフィルタを選択した場合の出力音圧周波数特性であり、この線B4から、第4のバンドパスフィルタに対応するモードを選択することで、第2のバンドパスフィルタに対応するモードを選択した場合よりも、より低域の音を聞くことができることがわかる。よって、テレビの音声(約5Hz〜約20kHz)、音楽の周波数レンジ(約50Hz〜約15kHz)に対応しているので、テレビや音楽を鑑賞することができる。
複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dの切り替えは、前述したように、モード切り替えスイッチ41の操作によって行うことができる。この際、操作部40は、例えば、モード切り替えスイッチ41を一回押す毎に複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dを順次切り替える操作信号を出力する。
本体3は、一例として図3に示すように、切り替え表示部45を備える。切り替え表示部45は、モード切り替えスイッチ41によって切り替えられる複数の異なるバンドパスフィルタ34A〜34Dのそれぞれに対応して第1光源4Cが異なる発光色を呈するように、表示信号を出力する。これによると、ユーザは本体3の筐体4に設けた第1光源4Cの発光色を見て、現在設定されている使用環境のモードが何れであるかを視覚的に認識することができる。
モード切り替えスイッチ41は、複数の異なるバンドパスフィルタ34A,34B,34C,34Dを順次切り替える、通常切り替え動作を有している。例えば、モード切り替えスイッチ41を押すと、現在設定されているバンドパスフィルタ34が第1バンドパスフィルタ34Aの場合、第2バンドパスフィルタ34B,第3バンドパスフィルタ34C,第4バンドパスフィルタ34Dのうちのいずれかに切り替わる。なお、複数の異なるバンドパスフィルタ34A,34B,34C,34Dは、この順で切り替えられるか、又はバンドパスフィルタ34B,34A,34C,34Dの順に切り替えられるなど、切り替える順番が変更されても構わない。
また、モード切り替えスイッチ41は、第2バンドパスフィルタ34B,第3バンドパスフィルタ34C,第4バンドパスフィルタ34Dのうちの一つから直接第1バンドパスフィルタ34Aに切り替える特定切り替え動作を有している。例えば、モード切り替えスイッチ41を2連続押しするか、又は長押しすると、現在設定されているバンドパスフィルタ34が第2バンドパスフィルタ34B,第3バンドパスフィルタ34C,第4バンドパスフィルタ34Dのうちのいずれであっても、第1バンドパスフィルタ34Aに切り替わる。これによると、電話使用環境のモード(電話モード;第1のバンドパスフィルタに対応するモード)に1操作又は一連の操作で切り替えることができるので、突然に電話が掛かってきた場合などであっても、電話の着信に合わせて速やかに電話使用環境のモードに切り替えることができる。また、イヤホン2に赤外線センサー等のセンサーを設けて、電話の受話器がイヤホン2に近づいたことをセンサーが感知して、電話使用環境のモードに切り替えることもできる。この場合、ユーザが切り替えボタンを押すことなく、モードが切り替わるので、ユーザにとって使い勝手が向上する。
また、本体3は、一例として図3に示すように、モード切り替えスイッチ41の操作に関する切り替え報知部44を備える。切り替え報知部44は、モード切り替えスイッチ41の切り替えによってスピーカユニット24に出力される音声信号の音量が増減することをユーザに報知する。具体的には、切り替え報知部44は、切り替えスイッチ41によるバンドパスフィルタ34の切り替え期間において、音声信号処理回路30にて処理(増幅、又は減衰を含む)されてスピーカユニット24に出力される音声信号を一時遮断する。また、本体3は、スピーカユニット24に報知音を出力させる。これによると、使用環境に応じてモードを切り替える時に、ユーザはスピーカユニット24から出力される音量が増減されることを未然に知ることができる。特に突然の音量増大で不快感を覚えることを回避することができる。
[接続端子部/被接続端子部]
図10は、イヤホンの接続端子部と本体の被接続端子部の構成を示した説明図である。図10(a)は、イヤホン2(第1のイヤホン)を本体3に接続した状態を示しており、図10(b)は、付属イヤホン(第2のイヤホン)2Aを本体3に接続した状態を示している。
イヤホン2は、単一のハウジング20に一つのスピーカユニット24と一つのマイクロホン26が収納されたものであり、その接続端子部22は、マイク端子22Mとスピーカ端子22Sを備えている。また、この接続端子部22は、スピーカユニットやマイクロホンと接続しない非接続端子T1,T2を備えている。一方、付属イヤホン2Aは、ハウジング20を2つ(右耳用のハウジング20Rと左耳用のハウジング20L)備えており、それぞれに一つのスピーカユニット24と一つのマイクロホン26が収納されたものであり、その接続端子部22Aは、右耳用のマイク端子22M(R)とスピーカ端子22S(R)と左耳用のマイク端子22M(L)とスピーカ端子22S(L)を備えている。
これに対して、本体3の被接続端子部4Eは、スピーカ出力端子(被スピーカ端子)4E1,4E2とマイク入力端子(被マイク端子)4E3,4E4を備えている。そして、単一のハウジング20を備えたイヤホン2の接続端子部22を被接続端子部4Eに接続する場合には、スピーカ出力端子4E1,4E2の一方(図示の例ではスピーカ出力端子4E2)がスピーカ端子22Sと接続され、マイク入力端子4E3,4E4の一方(図示の例ではマイク入力端子4E3)がマイク端子22Mと接続される。また、スピーカ出力端子4E1,4E2の他方(図示の例ではスピーカ出力端子4E1)が非接続端子T2に接続され、マイク入力端子4E3,4E4の他方(図示の例ではマイク入力端子4E3)が非接続端子T1に接続される。
付属イヤホン2Aの接続端子部22Aを被接続端子部4Eに接続した場合には、接続端子部22Aのマイク端子22M(R),22M(L)がそれぞれ被接続端子部4Eのマイク入力端子(被マイク端子)4E3,4E4に接続され、接続端子部22Aのスピーカ端子22S(R),22S(L)がそれぞれ被接続端子部4Eのスピーカ出力端子(被スピーカ端子)4E2,4E1に接続される。
図11は、イヤホン及び付属イヤホンにおける接続端子部の具体的な構成例を示した説明図である。図11(a)がイヤホン2の接続端子部22の具体的な構成例を示しており、図11(b)が付属イヤホン2Aの接続端子部22Aの具体的な構成例を示している。図に示されるように、イヤホン2の接続端子部22と付属イヤホン2Aの接続端子部22Aはピン状の形状を有しており、端子径などの外観寸法上両者は実質的に同一の形態を有しており、それぞれが本体3の被接続端子部4Eに接続できるようになっている。
付属イヤホン2Aの接続端子部22Aは、スピーカ端子22S(R),22S(L)、マイク端子22M(R),22M(L)、グランドとしてのスピーカグランド端子22G1、マイクグランド端子22G2の6つの端子を有する。これらの端子は、マイクグランド端子22G2を境界として、接続端子部22Aの先端部側及びコード21側にそれぞれ配置されている。すなわち、接続端子部22Aの先端部側のスピーカ端子22S(R),22S(L)は、それぞれコード21側のスピーカ端子22S(R)−1,22S(L)−1と電気的に接続されている。同様に、接続端子部22Aの先端部側のマイク端子22M(R),22M(L)は、それぞれコード21側のマイク端子22M(R)−1,22M(L)−1と電気的に接続されている。
これに対して、イヤホン2の接続端子部22は、同様の端子構造を有しており、1つのスピーカユニットに対応するスピーカ端子22S、1つのマイクロホンに対応するマイク端子22M、1つのスピーカユニット及び1つのマイクロホンと非接続状態である2つの端子(非接続端子T1,T2)を備える。非接続端子T1,T2は、付属イヤホン2Aの接続端子部22Aにおけるマイク端子22M(L),スピーカ端子22S(L)に対応しているが、この非接続端子T1,T2にはスピーカユニット,マイクロホンへの接続がなされていない。
また、接続端子部22は、接続端子部22Aと同様にスピーカグランド端子22G1とマイクグランド端子22G2を有している。接続端子部22の先端部側のスピーカ端子22Sは、コード21側のスピーカ端子22S−1と電気的に接続されており、先端部側のマイク端子22Mは、コード21側のマイク端子22M−1と電気的に接続されている。
そして、コード側の非接続端子T1−1を、コード側のマイクグランド端子22G2−1に配線(導線等)Spを介して電気的に接続している。これによって、非接続端子T1とマイクグランド端子22G2が電気的に接続されることになり、非接続端子T1が短絡した状態(接地)になっている。図示の例では、非接続端子T1を短絡させているが、非接続端子T2を短絡させても構わない。
本体3が有する制御手段(例:マイコン)50がこの短絡を検知することによって、イヤホン2が本体3に接続されたことを検知する。その際、制御手段50は、左右のスピーカ出力端子4E1,4E2に出力する音声信号の音圧バランスを調整する音圧バランス調整部39を制御し、音圧バランスの調整機能をオフ(停止)させる。
図12は、本発明の実施形態に係る音声処理装置の本体を示した説明図である。図12(a)が本体の背面構成を示しており、図12(b)が本体の電池挿入部を示している。図に示されるように、本体3の背面側には、本体3をユーザの衣服などに保持するための保持クリップ4Fが設けられる。また、本体3は電池や充電池を挿入できる電池挿入部4Hを備える。この電池挿入部4Hは蓋部4Gで覆われている。蓋部4Gを開けると、図12(b)に示すように、電池挿入部4H内に、電池38Aと、電気的に接触する+−の端子38A1,38A2と、ユーザが例えば手動で調整可能な位置にホイール形状を有する音圧バランス調整操作部46が設けられている。
この音圧バランス調整操作部46は、音圧バランス調整部39に調整信号を送って、イヤホン2Aが備える2つのスピーカユニットのうち、一方のスピーカユニットと他方のスピーカユニットの出力音圧のバランスを調整するものである。この音圧バランス調整操作部46を調整することで、一方のスピーカユニットから出力される音を大きくし他方のスピーカユニットから出力される音を小さくすることができる。そして、音圧バランス調整操作部46を最大限一方のスピーカユニット側に調整することで、2つのスピーカユニットの一方のスピーカユニットからのみ音を出力させることもできる。具体的には、音圧バランス調整操作部46の調整状態に応じて、例えば、音圧バランス調整部39が有する可変抵抗の値を変更することで、一方及び他方のスピーカユニットから出力される音を小さく又は大きく調整する。また、前述の説明では音圧バランス調整部39における音圧バランス調整を可変抵抗の値を調整して行う例を示したが、それに代えて、DSP(デジタルシグナルプロセッサー)を用いて、デジタル信号処理により音圧バランス調整を行っても良い。
前述したように、音圧バランス調整部39は、制御手段50からの調整信号によりそのバランス調整機能をオン(動作)、またはオフ(停止)する。すなわち、本体3は、音声信号処理回路30から第1のイヤホン(イヤホン2)のスピーカユニットに出力される音声信号について、音圧バランス調整操作部46による調整を停止させることができる。この動作を、以下に詳細に説明する。
本体3が備える音圧バランス調整部39は、ユーザの右耳に被着されるハウジング20Rと左耳に被着されるハウジング20Lを具備している付属イヤホン2Aに対応するために、右耳用のハウジング20Rのマイクロホンが集音した音声信号を調整してハウジング20Rのスピーカユニットに出力する右耳用調整回路と、左耳用のハウジング20Lのマイクロホンが集音した音声信号を調整してハウジング20Lのスピーカユニットに出力する左耳用調整回路を有する。そして、一つのスピーカユニットと一つのマイクロホンが収納されるイヤホン2が本体3に接続された場合には、音声バランス調整部39は、前述した右耳用調整回路と左耳用調整回路のうち、一方を選択して、例えば、右耳用調整回路のみにイヤホン2のマイクロホンで集音した音声信号が入力されるように設計されている。
この際に、例えば、付属イヤホン2Aを本体3に接続して使用するユーザが、音圧バランス調整操作部46を操作して、左耳用のスピーカユニットからのみ音が出力されるように調整(右耳用のスピーカユニットから音が出力されないように調整)している場合が考えられる。このような場合に、一つのスピーカユニットと一つのマイクロホンが一つのハウジングに収納されるイヤホン2が本体3に接続されると右耳用調整回路のみに音声信号が入力されることになるが、この際に音圧バランス調整部39が機能していると、右耳用調整回路が出力を行わないので、イヤホン2のスピーカユニットから音が聞こえない状態になり、ユーザは本体の不具合と誤解する可能性がある。
そこで、本発明の実施形態では、前述したように、一つのスピーカユニットと一つのマイクロホンが一つのハウジングに収納されるイヤホン2が本体3に接続されたことを制御手段50が検知した場合には、音圧バランス調整部39に調整信号を送り、音圧バランス調整部39の調整機能をオフ(停止)にする。これによって、イヤホン2が本体3に接続されて音圧バランス調整部39の右耳用又は左耳用調整回路のみに音声信号が入力される際に、音圧バランス調整操作部46が如何に操作されていても、常にイヤホン2のスピーカユニットに音声信号が出力されることになる。これによって、イヤホン2を本体3に接続した場合にスピーカユニットから音声が出力されない問題を解消することができる。
また、本発明の実施形態では、前述したように、一つのスピーカユニットと一つのマイクロホンが一つのハウジングに収納されるイヤホン2が本体3に接続されたことを制御手段50が検知した場合には、音圧バランス調整部39に信号を送り、音圧バランス調整部39の調整機能をオフ(停止)することによって、イヤホン2を本体3に接続した場合にスピーカユニットから音声が出力されない問題を解消した。
また、音声処理装置1をイヤホン2Aが本体3に接続されたことを検知するように構成し、イヤホン2Aが本体3に接続されたことを制御手段50が検知した場合には、音圧バランス調整部39に信号を送り、音圧バランス調整部39の調整機能をオン(動作)にする。これによって、イヤホン2Aを本体3に接続した場合の音圧バランス調整機能が復帰することになる。
ここで、音圧バランス調整部39の調整機能をオフにした場合には、音声信号は音圧調整されること無くスピーカユニットに出力される。このような制御動作を実現するには、音圧バランス調整部39に対して音声信号の信号経路を迂回させる方法や、音圧バランス調整部39が行う音声信号のデジタル処理に対して、処理ステップをスキップさせる方法などが考えられるが、具体的な方法はどのような方法でも構わない。
2つのハウジング20を備えた付属イヤホン2Aの接続端子部22Aを被接続端子部4Eに接続した場合には、接続端子部22Aのマイク端子22M(R),22M(L)がそれぞれ被接続端子部4Eのマイク入力端子4E3,4E4に接続され、接続端子部22Aのスピーカ端子22S(R),22S(L)がそれぞれ被接続端子部4Eのスピーカ出力端子4E2,4E1に接続される。この際、音声信号処理回路30からスピーカ出力端子4E2,4E1に出力される音声信号は、モノラル信号であってもステレオ信号であってもよい。ステレオ信号の場合には、マイク端子22M(R)に入力された音声信号を処理(増幅、又は減衰を含む)した音声信号がスピーカ出力端子4E2に出力され、マイク端子22M(L)に入力された音声信号を処理(増幅、又は減衰を含む)した音声信号がスピーカ出力端子4E2に出力される。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。